DE2228918A1 - CONTROL STATION - Google Patents
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Description
12. Juni 1972 G 143a/72June 12, 1972 G 143a / 72
Anmelderin:
CTG=GmbH±_2=Hamburg_34:2:=Kroogblöcke=:40Applicant:
CTG = GmbH ± _2 = Hamburg_34 : 2 : = Kroog blocks =: 40
" Regelstation""Control station"
Die Erfindung betrifft eine Regelstation mit einer Förderpumpe, einer Vorlaufleitung, einer Rücklaufleitung, einem Dreiwegemischventil und einer Regelleitung zur Rücklaufbeimischung für einen in einen Fußboden, einer Wand oder einer Decke zu verlegenden Rohrs.trang zur wahlweisen Beheizung und Kühlung einer BaukörperschichtβThe invention relates to a control station with a feed pump, a feed line, a return line, a three-way mixing valve and a control line for the return admixture for a pipe string to be laid in a floor, wall or ceiling for optional heating and cooling of a Structure layerβ
Es ist eine Regelstation obiger Art für einen Heizkessel bekannt, die fest und unlösbar in eine ganz bestimmte Anlage eingebaut ist, wobei das Dreiwegemischventil für den gesamten Regelbereich von Zo B. 200 - 2.000 l/h ausgelegt ist. Das hat zur Folge, daß nicht nur ein großes und relativ kostspieliges Dreiwegemischventil eingebaut werden muß, sondern daß es infolge seiner Größe im Endbereich (in Übergangszeiten) eine ungenaue und träge Regelcharakteristik besitzto Dies führt dazu, daß der Rohrstrang zur Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung oder -kühlung nichtA control station of the above type for a heating boiler is known, which is permanently and permanently installed in a very specific system, the three-way mixing valve being designed for the entire control range of 200-2,000 l / h. The but has the result that not only a large and relatively expensive three-way mixing valve must be installed, that it has, due to its size in the end region (in transition times) an inaccurate and slow control characteristic o This causes the tubing to the floor, wall or ceiling heating or cooling
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exakt mit der erforderlichen Wassermenge pro Zeiteinheit von bestimmter Temperatur beaufschlagt werden kann» Mit der bekannten Regelstation kann ferner nicht verhindert werden, daß von Zeit zu Zeit eine zu hoch-temperierte Wasserdosis in den Rohrstrang einschießt, der aus diesem Grunde tunlichst aus einem hochwarmfesten Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff bestehen mußte.exactly the required amount of water per unit of time at a certain temperature can be applied »With the known Furthermore, the control station cannot prevent an excessively high temperature dose of water from entering the pipe string from time to time shoots in, which for this reason as far as possible from a highly heat-resistant Plastic or a metallic material had to be made.
Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Regelstation zu schaffen, die unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile unabhängig von der Art des Wärmeerzeugers (z0 B0 Heizkessel, Elektro-Speicher oder Wärmeübertrager) in kompakter Bauweise über den gesamten erforderlichen Regelbereich bei geringer Größe des Mischventils eine exakte Temperaturabstimmung des Heiz- oder Kühlwasservorlaufes ermöglicht, die es erlaubt, den Rohrstrang auch aus einem nur begrenzt temperaturbeständigen Kunststoff, wie z. B0 aus Polyäthylen, herzustellen.The present invention now has the task of creating a control station (z 0 B 0 boiler, electric storage or heat exchanger) while avoiding the aforementioned disadvantages regardless of the type of the heat generator in a compact construction over the entire required control range at low Size of the mixing valve allows an exact temperature adjustment of the heating or cooling water flow, which allows the pipe string to be made of a plastic that is only temperature-resistant to a limited extent, such as. B 0 made of polyethylene.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelstation mit einer in Förderrichtung des Vorlaufwassers hinter der Regelleitung angeordneten Bypassleitung versehen ist. Hierdurch wird die Regelleitung der Regelstation durch die Bypassleitung wirkungsvoll entlastet. Auf diese Weise wird ein über die Bypassleitung führender Hauptzirkulationskreislauf und ein dazu parallel geschalteter über die Regelleitung führenderThis object is achieved according to the invention in that the control station with one in the conveying direction of the flow water behind the Control line arranged bypass line is provided. As a result, the control line of the control station is through the bypass line effectively relieved. In this way, a main circulation circuit leading via the bypass line and a to it parallel connected via the control line leading
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Nebenzirkulationskreislauf geschaffen, wobei während der Heizperiode über das Dreiwegemischventil gerade soviel heißes Vorlaufwasser entnommen wird, daß eine Mischung von diesem Heißwasser aus dem Wärmeerzeuger mit dem kälteren über die Regelleitung und die Bypassleitung aus dem Rohrstrang zufließenden Rücklaufwasser exakt das Vorlaufwasser in erforderlicher Menge und Temperatur ergibto A secondary circulation circuit is created, whereby during the heating season just enough hot flow water is withdrawn via the three-way mixing valve that a mixture of this hot water from the heat generator with the colder return water flowing in via the control line and the bypass line from the pipe string results in exactly the flow water in the required amount and temperature o
Zur genauen Voreinstellung und Nachstellung der Regelstation ist die Bypassleitung mittels eines Schiebers oder eines Ventils drosselbar oder absperrbar.For precise presetting and readjustment of the control station, the bypass line is by means of a slide or a valve can be throttled or shut off.
Um das aus dem KesseIvorlauf der Regelleitung und der Bypassleitung dem Heizungsvorlauf zufließende Wasser wirkungsvoll vor dem Eintritt in den Rohrstrang zu mischen, ist die Förderpumpe in der Vorlaufleitung hinter der Regelleitung und der Bypassleitung angebracht.About that from the boiler flow of the control line and the bypass line the water flowing into the heating flow effectively To mix the inlet in the pipe string, the feed pump is in the flow line behind the control line and the bypass line appropriate.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind in der Vorlaufleitung hiner der Förderpumpe nacheinander zwei Thermostate einschraubbar, von denen der erste aufgrund eines eingestellten Sollwertes das Dreiwegemischventil regelt und von denen der zweite die Förderpumpe bei Erreichen der kritischen Vorlauftemperatur abschaltet. Auf diese Weise wird eine allen Erfordernissen genügende Sicherung geschaffen, so daß einerseitsAccording to a further advantageous feature of the invention are in two thermostats can be screwed in one after the other into the flow line behind the feed pump, the first of which is due to one The three-way mixing valve regulates the set target value and the second of which regulates the feed pump when the critical value is reached The flow temperature switches off. In this way, a security that meets all requirements is created, so that on the one hand
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eine zu hohe Temperatur dem Rohrstrang, soweit dieser aus einem Kunststoff besteht, nichts anhaben kann, und daß andererseits zur Kühlung nicht eine zu niederige Vorlauftemperatur in den Rohrstrang einschießt und somit aufgrund einer Taupunktunterschreitung der betreffenden, den Rohrstrang oder die betreffende Baukörperschicht umgebenden Raumluft den in ihr enthaltenen Wasserdampf auszukondensieren beginnt.too high a temperature of the pipe string, if it comes from a There is plastic, can not harm, and that on the other hand, not too low a flow temperature in the cooling Pipe string shoots in and thus due to the dew point falling below the relevant, the pipe string or the relevant The air surrounding the building structure layer contains the air contained in it Water vapor begins to condense.
Um die komplette Regelstation im Notfall oder bei durchzuführenden Reparaturarbeiten komplett absperren zu können sowie um sie leicht ein- und ausbauen zu können, ist an ihren Enden je ein Absperrorgan angeordnet. Dabei befindet sich am vorderen Ende der Vorlaufleitung ein Luftabscheider mit einem Entlüftungsorgan und einem Überdrucksicherheitsventil, während am höchstgelegenen Teil der Regelstation ein weiteres Entlüftungsorgan angeordnet ist.To the complete control station in an emergency or when to be carried out Repair work to be completely cordoned off as well as around them easy to install and remove, a shut-off device is arranged at each end. There is at the front end of the Feed line an air separator with a vent and an overpressure safety valve, while at the highest part the control station a further ventilation element is arranged.
Zum Einbau hinter einen Heizkessel als Wärmeerzeuger ist nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung zur Temperaturanhebung des in den Heizkessel zurückfließenden kälteren Rücklaufwassers in dessen Förderrichtung hinter der Regelstation zur Beimischung von warmem Vor lauf was seijeine Verbindungs leitung zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung vorgesehen, in der vorzugsweise eine kleine Förderpumpe angebracht ist. Hierdurch kann eine Taupunktunterschreitung innerhalb des Heizkessels, die zu schädlichem Kondenswasser führt, wirkungsvoll unterbunden werden.For installation behind a boiler as a heat generator, according to a further advantageous feature of the invention, the temperature increase of the colder return water flowing back into the boiler in its conveying direction behind the control station for the admixture of warm flow, whatever the connection line Provided between the flow and return line, in which preferably a small feed pump is attached. This can cause a dew point inside the boiler that too harmful condensation water can be effectively prevented.
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In diesem Fall empfiehlt es sich, zwischen dieser Verbindungsleitung und der Regelleitung des Dreiwegemischventiles eine in Rücklaufrichtung des vom Rohrstrang zurückfließenden Wassers sich öffnende und in der entgegengesetzten Richtung sich schließende Rückschlagklappe anzuordnen, so daß von der kleinen Förderpumpe der Verbindungsleitung kein Wasser in die vom Rohrstrang zurückführende Rücklauf leitung gedrückt-werden kann0 In this case, it is advisable to arrange a non-return flap between this connection line and the control line of the three-way mixing valve, which opens in the return direction of the water flowing back from the pipe string and closes in the opposite direction, so that no water from the small feed pump of the connection line into the water flowing back from the pipe string Return line can be pressed 0
Um die gesamte Regelstation nach ihrem Anschluß stets gleichbleibend und sicher auf die baulichen Gegebenheiten des Rohrstranges einregeln zu können, sind vor und hinter der Förderpumpe, vor und hinter dem Bypassventil sowie im Kesselvorlauf und im Kesselrücklauf je ein Prüfhahn zum Anschluß eines Differenzdruckmanome'ters angebrachteIn order to keep the entire control station constant after its connection and to be able to safely adjust to the structural conditions of the pipe string are in front of and behind the feed pump, upstream and downstream of the bypass valve and in the boiler flow and a test tap in the boiler return for connecting a differential pressure manometer attached
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:Several embodiments of the invention are in the drawings shown. Show:
Fig. 1: Die Draufsicht auf eine Regelstation zum Einbau hinter einen Heizungskessel in einer gegenüber ihrem Einbauzustand um 90 im Gegenuhrzeigersinn in der Zeichenebene gedrehten Lage,Fig. 1: The plan view of a control station for installation behind a heating boiler in an opposite direction Installed position rotated 90 anti-clockwise in the plane of the drawing,
Fige 2: eine weitere Ausführungsform einer Regelstation zum Einbau hinter einen Elektro-Speicher oder einenFigure 2 e shows a further embodiment of a control station for mounting behind an electric memory or a
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Wärmeübertrager wiederum in einer gegenüber dem Einbauzustand um 90 im Gegenuhrzeigersinn in der Zeichenebene gedrehten Lage undHeat exchanger in turn in a counterclockwise direction by 90 in relation to the installed state Drawing plane rotated position and
Fig. 3: eine komplette Schaltskizze der Regelstation vonFig. 3: a complete circuit diagram of the control station of
Fig. 1 in Verbindung mit einem Heizkessel und einem in einer Baukörperschicht angeordneten Rohrstrang.Fig. 1 in connection with a boiler and a pipe string arranged in a structural layer.
Die Regelstationen der Fig. 1 und 2 bestehen im wesentlichen aus einer Kesselvorlaufleitung 1, einer Kesselrücklaufleitung 2, einer Heizungsvorlaufleitung 1' und einer neizungsrücklaufleitung 2'Q Zwischen der Kesselvorlaufleitung 1 und der Heizungsvorlaufleitung 1* befindet sich das Dreixtfegemischventil 3, welches über die Regelleitung 3' zur Rücklaufbeimischung mit der Heizungsrücklaufleitung 2! verbunden ist0 In Förderrichtung des Vorlaufwassers hinter der Regelleitung 3' ist die Bypassleitung 4 angeordnet, die im dargestellten Fall mit einem Absperrschieber 4' und zwei Prüfhähnen 4" versehen ist. Hinter der Bypassleitung 4 befindet sich in der Heizungsvorlaufleitung 1' die Förderpumpe 5, davor und dahinter ist wiederum jeweils ein Prüfhahn 51 zur Einregulierung vorgesehen. Hinter der Förderpumpe 5 ist im Gegenstrom der Thermostat 6 und unmittelbar dahinter im Gleichstrom der Thermostat 51 eingeschraubt, von denen der erste Thermostat 6 aufgrund eines vom Außenfühler zu verschiebenden, witterungsabhängigen Sollwertes dasThe control stations of Figs. 1 and 2 consist essentially of a boiler flow line 1, a boiler return pipe 2, a heating flow line 1 'and a neizungsrücklaufleitung 2' Q between the boiler flow line 1 and of the heating flow pipe 1 * is the Dreixtfegemischventil 3, which via the control line 3 'for the return admixture with the heating return line 2 ! is connected 0 In the conveying direction of the flow water behind the control line 3 'is arranged the bypass line 4, which in the illustrated case is provided with a gate valve 4' and two test cocks 4 ″. Behind the bypass line 4 is the feed pump 5 in the heating flow line 1 ', Before and after, a test tap 5 1 is provided for adjustment. Behind the feed pump 5, the thermostat 6 is screwed in in countercurrent and immediately behind it in cocurrent the thermostat 5 1 , of which the first thermostat 6 is based on a weather-dependent setpoint to be shifted by the outside sensor the
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Dreiwegemischventil 3 regelt und von denen der zweite Thermostat 61 die Förderpumpe 5 bei Erreichen einer eingestellten kritischen Vorlauftemperatur abschaltet. An den Enden der Regelstation ist je ein Absperrorgan in Form eines Absperrschiebers 7, 7', 7" und 7"' angeordnete Mit<fem vorderen Ende der Kesselvorlaufleitung 1 ist unmittelbar neben dem Absperrschieber 7 der Luftabscheider 8 mit einem Entlüftungsorgan in Form eines Schwimmentlüfters 81 und einem Überdrucksicherheitsventil 8" in der Bauart eines MembransicherheitsventiIes aufgeschraubt, welches in der Regel bei einem Druck von mehr als 2,5 atü öffnet.Three-way mixing valve 3 regulates and of which the second thermostat 6 1 switches off the feed pump 5 when a set critical flow temperature is reached. At the ends of the control station there is a shut-off device in the form of a gate valve 7, 7 ', 7''and7'''. The air separator 8 with a ventilation device in the form of a floating vent 8 is located directly next to the gate valve 7 1 and an overpressure safety valve 8 ″ in the form of a membrane safety valve, which as a rule opens at a pressure of more than 2.5 atmospheres.
Vor dem Dreiwegemischventil 3 befindet sich ein weiterer Prüfhahn 9, dem der Prüfhahn 9' in, der Kesselrücklaufleitung 2 zugeordnet ist. In der Heizungsvorlaufleitung I1 ist schließlich noch zur Rückflußverhinderung eine Rückschlagklappe 10 sowie am höchsten Punkt ein weiteres Entlüftungsorgan in Form eines Schwimmentlüfters 11 angeordnet.In front of the three-way mixing valve 3 there is a further test tap 9, to which the test tap 9 ′ is assigned to the boiler return line 2. Finally, a non-return valve 10 and, at the highest point, a further ventilation element in the form of a swim vent 11 are arranged in the heating flow line I 1 to prevent backflow.
Die beiden Ausführungsformen der RegelStationen in Fig. 1 und 2 unterscheiden sich im wesentlichen dadurch, daß die Ausführungs form der Fig. 1 zwischen der Kesselvorlaufleitung 1 und der Kesselrücklaufleitung 2 eine Verbindungsleitung 12 aufweist, in der vorzugsweise eine kleine Förderpumpe 12' angeordnet ist. Mit dieser Verbindungsleitung 12 und der darin angeordenten Förderpumpe 12' soll aus der Kesselvorlaufleitung 1 warmes Vor-The two embodiments of the control stations in Fig. 1 and 2 differ essentially in that the embodiment of FIG. 1 between the boiler flow line 1 and the Boiler return line 2 has a connecting line 12, in which a small feed pump 12 'is preferably arranged. With this connecting line 12 and the feed pump arranged therein 12 ', 1 warm flow should come from the boiler flow line
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entnommen und dem kalten Rücklaufwasser in der Ke sseirücklaufleitung 2 zugeführt werden. Damit soll verhindert werden, daß die Temperatur des kalten Rücklaufwassers die Taupunkttemperatur der Rauchgase an den Heizflächen im Heizkessel unterschreitet und somit Wasserdampf aus den Rauchgasen auskondensiert wird, was in Verbindung mit Schwefeloxyden Schwefelkorrosionen an den Heizflächen hervorruft. Um hierbei weiterhin zu verhindern, daß von der Pumpe 12' heißes Vorlaufwasser in die Heizungsrücklaufleitung 2' gelangt, ist unmittelbar hinter der Verbindungsleitung in der Kesselrücklaufleitung 2 eine weitere Rückschlagklappe 13 angeordnet, die sich lediglich in Strömungsrichtung des zürn Kessel zurückfließenden Wassers öffnet. Dabei empfiehlt es sich, die Pumpe 12' zur Sparung von Energiekosten lediglich dann in Betrieb zu setzen, wenn der auf einen Sollwert eingestellte Thermostat 14 eine Unterschreitung dieses Sollwertes der Temperatur des Rücklaufwassers anzeigt,,and the cold return water in the kettle return line 2 are fed. This is to prevent the temperature of the cold return water from exceeding the dew point temperature the flue gases on the heating surfaces in the boiler fall below and thus water vapor is condensed out of the flue gases, what in connection with sulfur oxides sulfur corrosion to the Causes heating surfaces. In order to continue to prevent that from the pump 12 'hot flow water in the heating return line 2 'is immediately behind the connecting line In the boiler return line 2, a further non-return valve 13 is arranged, which is only in the flow direction of the zürn Back-flowing water boiler opens. It is recommended that the pump 12 'to save energy costs only then in To set operation when the thermostat 14, which is set to a setpoint value, falls below this setpoint value of the temperature of the return water indicates,
Die Regelstation von Fig. 1 ist im Schaltbild im Rahmen einer vollständigen Anlage in Fig. 3 dargestellt. Die beiden Absperrschieber 7' und 7"' sind jeweils an eine Rohrleitung 15 und 15' angeschraubt, von denen die Leitung 15 zu einem Vorlaufverteiler 16 und die Leitung 15' zu einem Rücklaufsammler 16' führt. An den Vorlaufverteiler 16 und an den Rücklaufsammler 16' ist ein Rohrstrang 17 angeschlossen, dessen Vorlaufkanal 17' und dessen Rücklaufkanal 17" über ihre gesamte Länge mit einer gemeinsamenThe control station of FIG. 1 is shown in the circuit diagram as part of a complete system in FIG. The two gate valves 7 'and 7 "' are each connected to a pipe 15 and 15 ' screwed, of which the line 15 to a flow distributor 16 and the line 15 'leads to a return collector 16'. At the flow distributor 16 and to the return collector 16 'is a Connected pipe string 17, its flow channel 17 'and its return channel 17 "over their entire length with a common
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Berührungsfläche zum. direkten Wärmeaustausch versehen und im vorliegenden Fall in der Baukörperschicht 18 eines Fußbodens verlegt sind.Contact surface for. direct heat exchange and in present case in the structural layer 18 of a floor are relocated.
Am anderen Ende ist die Regelstation über ihren Luftabscheider 8 mit der Vorlaufleitung 19' eines Heizkessels 19 und in der Nähe des Thermostaten 14 mit dessen Rücklaufleitung 19" verschraubt οAt the other end is the control station via its air separator 8 with the flow line 19 'of a boiler 19 and in the Bolted near the thermostat 14 to its return line 19 " ο
Dabei ist es möglich, zu dem Heizkessel 19 ein Kühlaggregat parallel zu schalten, daß im vorliegenden Fall durch einen Kühlturm symbolisiert ist. In diesem Fall kann die Regelstation für einen Rohrstrang 17 verwendet werden,.der zur Kühlung einer Baukörperschicht angeordnet ist.It is possible to add a cooling unit to the boiler 19 to connect in parallel, which is symbolized in the present case by a cooling tower. In this case the control station can be used for a pipe string 17, .der for cooling a Structure layer is arranged.
Die Einregulierung der Regelstation zum Betrieb des Rohrstranges 17 zur neizung einer Baukörperschicht 18 ist wie folgt durchzuführen: The adjustment of the control station for the operation of the pipe string 17 to incline a building structure 18 is to be carried out as follows:
Die Einregulierung erfolgt im kalten Zustand des Systems. Zunächst werden das Dreiwegemischventil 3 von Hand in Strömungsrichtung von der Kesselvorlaufleitung 1 zur Heizungsvorlaufleitung 1' und das Bypassventil 4' voll geöffnet. Danach wird die Förderpumpe 5 in .Betrieb gesetzt. Alsdann werden an die Prüfhähne 9 und 9' und 4" je ein DifferenzdruckmanoraeterAdjustment takes place when the system is cold. First the three-way mixing valve 3 is manually moved in the direction of flow from the boiler flow line 1 to the heating flow line 1 'and the bypass valve 4' fully open. Then the feed pump 5 is put into operation. Then the Test cocks 9 and 9 'and 4 "each have a differential pressure gauge
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- ίο -- ίο -
- IO -- OK -
(U-Rohr-Manometer) angeschlossen und die Prüfhähne geöffnet. Wach Entlüftung beider Differenzdruckmanometer ergeben sich auf ihnen Differenzdrücke, die in einem rein zufälligen Verhältnis stehen. Hiernach wird bei voll geöffnetem Dreiwegemischventil 3 lediglich das Bypassventil 41 langsam und stetig gedrosselt, wodurch sich die Differenzdrücke beider Manometer\erändern. Die Einregulierung ist dann beendet, wenn die Differenz der beiden stetig abzulesenden Differenzdrücke einen bestimmten Wert erreicht. Dieser bestimmte Wert ist derjenige Druckabfall, der sich aus dem Kennliniendiagramm für das Dreiwegemischventil ergibt, wenn es bei einer bestimmten Nennweite diejenige Durchflußmenge passieren läßt, die zur Deckung des Wärmebedarfs an Sxtrem kalten Tagen erforderlich isto (U-tube manometer) connected and the test cocks opened. When both differential pressure gauges are awake, there are differential pressures on them that are in a purely random relationship. After this, when the three-way mixing valve 3 is fully open, only the bypass valve 4 1 is slowly and steadily throttled, as a result of which the differential pressures of the two pressure gauges change. Adjustment is finished when the difference between the two continuously readable differential pressures reaches a certain value. This specific value is the pressure drop that results from the characteristic diagram for the three-way mixing valve when it allows the flow rate to pass at a specific nominal size that is necessary to cover the heat demand on extremely cold days or the like
Die Prüfhähne 5' vor und hinter der Pumpe 5 dienen dazu, bei nicht regelbaren Pumpen durch eine Vordrosselung am Bypassventil 41 mittels eines Differenzdruckmanometers den Arbeitsbereich der Pumpe dem zuvor berechneten Arbeitspunkt anzunähern. Es versteht sich, daß diese Drosselung auch an den Absperrschiebern 71 und 7" vorgenommen werden kann.The test cocks 5 'upstream and downstream of the pump 5 serve to approximate the working range of the pump to the previously calculated working point in the case of non-controllable pumps by throttling the bypass valve 4 1 by means of a differential pressure manometer. It goes without saying that this throttling can also be carried out on the gate valves 7 1 and 7 ″.
PatentansprücheClaims
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- 11 -- 11 -
Claims (1)
- 13 - 309881/0179
- 13 -
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